基于dsp的活塞软靠模数控加工系统设计

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1、分类号UDC密级学位论文基于DSP的活塞软靠模数控加工系统设计作者姓名：姜连国指导教师：钱晓龙副教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：控制理论与控制工程仑文提交日期：2010年6月15日论文答辩日期：2010年7月3目学位授予日期：2010年7月日答辩委员会主席：高宪文教授评阅人：井元伟教授胡庆副教授东北大学2010年6月AThesisfortheDegreeofMasterinControlTheoryandControlEngineeringTheDesignofNumericalC

2、ontrolSystemforPistonSoftTemplateTechnologyBasedonDSPbyJiangLianguoSupervisor：AssociateProfessorQianXiaolongNortheasternUniversityJune2010独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明

3、并表示谢意。学位论文作者签名：誓砻回黾强：沙{o％1蝻6固学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年曰／学位论文作者签名：箩毫Jf司签字日期：沙厂D事7辟伪导师签名：我彩0磐签字日期：沙乃季7厚向东北大学硕士学位论文摘要基于DSP的活塞软靠模数控加工系

4、统设计摘要在内燃机活塞切削加工中，软靠模技术以其加工效率高、椭圆度精度高、加工柔性好等诸多优点，正广泛应用于中凸变椭圆活塞加工的数控机床系统中。软靠模技术的使用对机床的车刀进给系统提出了更高的性能需求，要求车刀微位移进给系统满足高频响、高精度、高刚度以及较好的可控性。电流应变刀架微位移进给系统工作电流范围5A～50A，工作电压为直流550V，其以调控负载电流的方式间接调整车刀进给位置，具有机械结构简单、成本低、可控性好、便于维护、控制精度高等诸多优点。本设计的软靠模数控加工系统采用PWM控制IGBT开关的方式调控刀架进给系统

5、电流大小变化，进而控制车刀在x轴向以雎ITI为单位做进刀、退刀的直线往复运动。本设计采用TMS320F2812作为中央运算、控制单元，EPMl270T144C5作为辅助处理和状态监控单元。充分利用DSP的运算速度快、处理能力强、外围接口电路丰富，CPLD的并行处理以及精确定时控制等特点，提高系统的响应速度和控制精度，简化硬件电路设计。DSP通过实时跟踪车刀位置并根据位置反馈计算调整输出的闭环控制方式实现活塞的软靠模数据加工。在加工过程中，处理器通过监测Y轴、z轴编码器位置信号实时计算确定车刀所在的被加工活塞曲面的轴向(z轴)

6、及截面(x轴)相对位置，同时读取相应的软靠模数据曲线数据，并通过插值计算确定该位置的目标位移数据，DSP将该目标位移数据与通过电涡流位置传感器采集到的车刀实际位置数据进行PI闭环调节运算，生成新的PWM输出数据，控制车刀位置调整，实现输出曲线跟随软靠模数据曲线的活塞加工。本课题的研究目的是开发一种基于DSP控制，采用超磁致伸缩材料的新型电流应变微位移控制方式刀架进给系统的活塞软靠模数控加工系统，为软靠模数控加工机床探索一条全新的控制方式。在保证数控加工精度的同时，大大降低控制系统的价格成本，提高产品性能。关键词：DSP；软靠

7、模：PID；超磁致伸缩；IGBT—II—TheDesignofNumericalControlSystemforPistonSoftTemplateTechnologyBasedonDSPAbstractSofttemplatetechniqueiswidelyusedindigitalcontrolmachinetoolsystemformiddle—convexandvaryingellipsepistonmachining，duetoitshighmachiningefficiency,highellipticity,

8、highflexibilityandSOon。Theapplicationofsofttemplatetechniquemakeshigherperformancedemandsonturningtoolfeedratessystemofmachinet001．Forinstance，hi